Parte di batteriologia speciale

Biofilm

Adesione iniziale

Coinvolge adesine afimbriali e proteine della membrana esterna come Csu pili. L'espressione è regolata dall'operone csu.

Aggregazione in microcolonie

Si verifica la produzione di una matrice extracellulare che include poli-β-1,6-N-acetilglucosamina (PNAG) tra i principali componenti. Viene mediata la sintesi e l'uscita di esopolisaccaridi nella matrice extracellulare.

Maturazione del biofilm

Coinvolge l'espressione di proteine associate al biofilm come la pompa di efflusso AdeABC, regolata dal sistema AdeRS.

Dispersione del biofilm

Si verifica in risposta a segnali ambientali come l'esaurimento di nutrienti. Acinetobacter baumannii è caratterizzato dalla mancanza di flagelli, rendendolo non mobile. Tuttavia, è stato dimostrato che può diffondersi sulle superfici attraverso una motilità contratta, mediata dai pili di tipo IV.

Acquisizione di micronutrienti

A. baumannii può acquisire micronutrienti dall'ospite come ferro, manganese e zinco. Il sistema di scavenging dello zinco è dato da un trasportatore. Il ferro invece viene assorbito grazie alla secrezione di siderofori.

Sistemi di secrezione proteica

A. baumannii ha anche un sistema di secrezione proteica che coinvolge diversi componenti, tra cui Ata (Autotrasportatore Trimerico): media l'adesione a componenti della matrice umana, in particolare al collagene, ed è anche implicato nella formazione/mantenimento del biofilm. T2SS (Sistema di Secrezione di Tipo II) è responsabile dell'esportazione di proteine effettrici. T6SS Sistema di Secrezione di Tipo VI è in grado di rilasciare tossine (nucleasi, peptidoglicano idrolasi).

Neisseria

Sono un genere di batteri che includono 10 specie, le patogene sono N. gonorrhoeae e N. meningitidis. Diplococchi Gram-negativi, immobili, asporigeni. Ossidasi-positivi. Catalasi-positivi. Sono aerobi o anaerobi facoltativi. Sono delicati al contrario degli stafilococchi e possono vivere e replicarsi in un substrato ricco di sostanze nutritive, si usa un agar rosso mattone colore dovuto al sangue fatto bollire. Serve un alto grado di umidità e uno sviluppo lento.

Specie: Neisseria gonorrhoeae

Patogeno obbligato per l'uomo causante la gonorrea. Si presenta come diplococchi Gram-negativi intracellulari. Non offre una protezione immunitaria ampia dalla reinfezione. Negli USA si registrano ancora più di 400.000 casi ogni anno. Trasmissione principalmente sessuale, ma può anche avvenire per contatto con indumenti contaminati e da madre a neonato durante il parto. I soggetti asintomatici rappresentano il principale serbatoio.

Meccanismo d'azione di Neisseria gonorrhoeae

• Gonorrea
• Malattia infiammatoria pelvica
• Infezione gonococcica disseminata
• Sindrome da dermatite-artrite gonococcica
• Oftalmo-blenorrea

Gram Stained Urethral Discharge

È un campione prelevato dall'uretra e trattato con la colorazione di Gram per scopi di analisi microscopica. Nel campione ci saranno molti globuli bianchi (leucociti polimorfonucleati (PMN) e diplococchi Gram-negativi sia all'interno che all'esterno delle cellule.

Test biochimici

Neisseria gonorrhoeae fermenta il glucosio ma non il maltosio e il saccarosio (differenza con meningitidis). La fermentazione produce prodotti finali acidi. L'utilizzo di un terreno con l'indicatore di pH rosso fenolo mostra una transizione dal rosso al giallo con la diminuzione del pH.

Neisseria meningitidis

Agente eziologico della meningite. Diplococco gram-negativi intracellulari. Sono sensibili al freddo, luce ed essiccamento. Circa il 90% delle meningiti è causato dai sierogruppi A, B, C, Y e W135. Si trasmette da persona a persona attraverso aerosol di secrezioni respiratorie ed ha una maggior incidenza nei bambini sotto i 5 anni. Le epidemie sono più comuni nei paesi in via di sviluppo e con maggiore frequenza nei mesi a clima secco. Il nasofaringe è il sito iniziale di infezione, dove i meningococchi aderiscono alle cellule epiteliali e entrano in circolo attraverso i pili. I meningococchi sopravvivono e replicano all'interno dei fagociti. Producono enzimi autolitici che portano alla morte della cellula stessa.

Fattori di virulenza

• Capsula: con 13 sierotipi capsulari, con A, B, C, X, Y e W-135 i più comuni.
• Pili: Meno rilevanti rispetto a N. gonorrhoeae nella patogenesi.
• Lipo-oligosaccaride (LOS): Endotossina senza l'antigene O.
• Proteine di membrana esterna: Coinvolte nell'attacco e nell'invasione delle cellule epiteliali.

Patologie associate

La patologia principale associata a N. meningitidis è la meningite, un'infiammazione delle meningi. La meningococcemia, una forma di setticemia, può verificarsi se la meningite è potenzialmente fatale, comportando la trombosi di piccoli vasi. Altri sintomi possono includere polmonite, artrite e se si diffonde a tutto l'organismo provoca sepsi fulminante o infetta l'aracnoide e la pia madre porta a meningite purulenta.

Diagnosi della meningite

Si preleva il liquido cefalorachidiano, il quale sarà torbido e si fanno varie analisi tra cui l'esame macroscopico per la ricerca di antigeni solubili, esame microscopico e coltura per la diagnosi. Per prevenire l'infezione, sono disponibili vaccini polisaccaridici contro i sierogruppi A, C, W e Y che utilizzano polisaccaridi capsulari coniugati a vettori proteici. I vaccini a proteine di superficie richiedono valutazioni complesse della copertura, mentre i vaccini a polisaccaridi capsulari sono più diretti. La diversità delle proteine di superficie nei vaccini contro il sierogruppo complica la valutazione della copertura.

Streptococchi

Sono un insieme di cocchi Gram-positivi, asporigeni che si presentano in coppie o catene. Sono spesso aerobi facoltativi e raramente obbligati. Si coltivano in agar sangue. Sono ubiquitari.

Streptococcus pneumoniae

È un diplococco lanceolato. Sono anaerobi facoltativi, catalasi negativi, diffusione ambientale, flora microbica normale, alcuni capsulati (virulenti), patogeni.

Classificazioni

1. In base al tipo di emolisi in agar sangue: alfa, beta o gamma.
2. In base alle differenze antigeniche della parete cellulare: proteine associate ai pili, il polisaccaride capsulare per gli streptococchi di gruppo B e antigeni come il polisaccaride C polisaccaridico associato a 18 tipi diversi di polisaccaride classificabili da A a V, ideata da Lancefield.
3. Include tutti gli streptococchi isolati in 7 gruppi diversi basandosi su caratteristiche fisiologiche/patogenetiche e di Habitat (classificazione Sherman-Jones). Alcuni streptococchi non presentano l'antigene di gruppo specifico e quindi non sono identificabili con questo metodo.

Classificazione per emolisi

• Alfa-emolitici: riducono l'emoglobina in metaemoglobina. Lo streptococco quando si replica forma una colonia sul terreno di coltura Agar sangue ed è in grado di ridurre l'emoglobina in metaemoglobina conferendo al terreno e alla colonia una colorazione verdastra. Questi streptococchi sono detti viridanti e possono essere patogeni o saprofiti (lisi incompleta) (S. viridans, alcuni S. faecalis) Sono esigenti e richiedono supplementi del sangue. Spesso microaerofili, richiedono cofattori nutrizionali (es. piridossale). La maggior parte non ha un carboidrato gruppo specifico (antigene). Sono flora normale delle vie respiratorie, genito-urinarie e dell'intestino. Sono la causa più comune di endocardite subacuta. Inizialmente molto sensibili alla penicillina e derivati sono progressivamente diventati resistenti.
• Beta-emolitici: fanno un'emolisi completa, sono sempre patogeni, determinano un alone di inibizione completo e intorno alla colonia viene a formarsi un alone trasparente. (S. pyogenes, S. haemolyticus).
• Gamma-emolitici: non fanno alcuna emolisi, sono saprofiti detti streptococchi anaemolitici. (S. faecalis).

Classificazione di Lancefield

È la più utilizzata ma alcuni streptococchi che non hanno il polisaccaridi C non rientrano in questa classificazione. Divisa in parecchi gruppi sierologici in base ad un antigene della parete cellulare. Gli antigeni specifici per i gruppi A, B, C, E, F, G, H, K, L, O, R sono polisaccaridi detti polisaccaridi C o S. Per D e N sono acidi teicoici. Gruppo A: streptococchi con oltre il polisaccaride C la proteina M che è termostabile, li protegge dalla fagocitosi, quelli senza proteina M sono virulenti.

Fattori di patogenicità

Si distinguono per la produzione di sostanze cellulari ed extracellulari. Tra le sostanze extracellulari troviamo le streptolisine proteiche O, S, che distruggono le membrane cellulari con azione citotossica. Le streptochinasi favoriscono la capacità di diffondersi nei tessuti. Tossina eritrogenica pirogena (SPE) responsabile dell'esantema nella scarlattina. Sono antigeniche e stimolano la produzione di anticorpi neutralizzanti.

Diagnosi degli streptococchi

• Esame colturale e biochimico.
• Metodo sierologico per evidenziare il gruppo di Lancefield.
• Sensibilità alla bacitracina, che differenzia lo streptococco β-emolitico di gruppo A dagli altri β-emolitici.
• Sonde a DNA per l'individuazione diretta del microrganismo nel materiale patogeno.

Le difese dell'ospite contro gli streptococchi includono

1. Anticorpi anti proteina M: Forniscono un'immunità specifica contro gli streptococchi di gruppo A.
2. Anticorpi verso la tossina eritrogenica: Prevengono il rash associato alla scarlattina.
3. Meccanismi immunitari nella febbre reumatica.
4. IgG dalla madre al feto: Proteggono il neonato dagli streptococchi di gruppo B.

Streptococcus agalactiae (gruppo B)

Appartiene al gruppo B, la sua importanza risiede in gravi malattie neonatali soprattutto setticemie, polmoniti e meningiti. Fa parte della flora microbica del tratto intestinale ed è presente nella vagina, uretra, retto e talvolta faringe. S. Agalactiae può essere trasferito al neonato attraverso il canale parto e provocare polmonite, meningite e setticemia. Per prevenire la malattia del neonato si effettua un trattamento con penicillina. La capsula polisaccaridica è stata identificata come un importante fattore di virulenza per gli streptococchi del gruppo B GBS. GBS esprimono anche una varietà di proteine che permettono l'evasione della risposta immunitaria e un'emolisina che media invasione e danno tissutale.

Streptococcus pneumoniae

È anche detto pneumococco, presente nel tratto respiratorio di circa metà della popolazione. Ha la forma di cocchi o diplococchi con forma lanceolata. Sono α-emolitici, Gram-positivi, catalasi negativi, immobili e hanno una grande capsula polisaccaridica che è il fattore di virulenza primario. S. pneumoniae può causare diverse infezioni, tra cui polmonite: principale causa di polmonite batterica, contribuendo al 50% dei casi.